KR20140098022A - 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기 - Google Patents

표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기 Download PDF

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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

본 발명은 프레임을 억제함과 함께, 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간에서 주사선의 노이즈를 억제하는, 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기를 제공한다. 표시 장치는, 제1 수직 구동 회로 또는 제2 수직 구동 회로가 접속되는 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치를 포함하고, 스위치는, 수평 구동 회로가 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 제1 수직 구동 회로 또는 제2 수직 구동 회로가 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 주사선에 부여한다.

Description

표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기{DISPLAY DEVICE, METHOD OF DRIVING DISPLAY DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은, 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히 표시 동작 기간 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간을 갖는 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 소위 터치 패널이라고 불리는, 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 장치가 주목받고 있다. 터치 패널은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치 상에 장착 또는 일체화되고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 이용되고 있다. 그리고, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 표시 장치에 각종의 버튼 화상 등을 표시시킴으로써, 터치 패널을 통상적인 기계식 버튼 대신으로서 정보 입력을 가능하게 하고 있다. 이와 같은 터치 패널을 갖는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 키보드나 마우스, 키패드 등의 입력 장치를 필요로 하지 않으므로, 컴퓨터 외에, 휴대 전화와 같은 휴대 정보 단말기 등에서도, 사용이 확대되는 경향이 있다.
터치 검출 장치의 방식으로서, 광학식, 저항식, 정전 용량식 등 몇 개의 방식이 존재한다. 정전 용량식의 터치 검출 장치는, 휴대 단말기 등에 사용하여, 비교적 단순한 구조를 갖고, 또한 저소비 전력을 실현할 수 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 정전 용량식의 터치 검출 장치가 기재되어 있다.
또한, 정전 용량식의 터치 검출 장치는, 구동 전극과 터치 검출 전극 사이에는 정전 용량이 형성되고, 이 정전 용량은 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체에 따라서 정전 용량이 변화한다. 이 표시 장치는, 정전 용량의 변화를 이용하여, 구동 전극에 터치 검출용의 구동 신호를 인가하였을 때에 터치 검출 전극에 나타나는 터치 검출 신호를 해석함으로써, 외부 근접 물체를 검출한다.
일본 특허 출원 공개 제2012-048295호 공보
그런데, 표시 기능과 터치 검출 기능이 일체화되어 있는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에서는, 예를 들어, 터치 검출을 위한 동작이, 표시에 영향을 미칠 가능성이 있다. 이에 대해, 특허문헌 1에 기재된 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치는, 표시 동작 기간과는 다른 터치 검출 동작 기간, 즉 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간에 터치 검출하므로, 터치 검출해도 표시에의 영향을 저감할 수 있다.
그러나, 구동 전극에 터치 검출용의 구동 신호를 인가한 경우, 표시용의 공통 전극의 전위도 변화될 가능성이 있다. 예를 들어, 표시 장치는, 표시용의 공통 전극이, 한 쌍의 터치 센서용 전극 중 한쪽으로서 겸용되고, 다른 쪽의 전극(터치 검출 전극)을 이 공통 전극과 정전 용량을 갖도록 배치한 경우, 표시용의 공통 전극의 전위의 변화가 커지기 쉽다. 이로 인해, 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간에서, 표시용의 공통 전극과 주사선 사이의 용량을 통해, 표시용의 공통 전극의 전위의 변화가 주사선의 노이즈가 되어, 노이즈가 리크 전류를 야기할 가능성이 있다.
또한, 터치 검출 기능이 없는, 표시 장치도, 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간에서, 표시용의 공통 전극의 전위가 변화되는 구동 등의 표시 구동 이외의 구동을 행하는 경우가 있다. 그리고, 마찬가지로 휴지 기간에서, 표시용의 공통 전극과 주사선 사이의 용량을 통해, 표시용의 공통 전극의 전위의 변화가 주사선의 노이즈가 되어, 노이즈가 리크 전류를 야기할 가능성이 있다.
표시용의 공통 전극의 전위의 변화에 대하여 주사선의 노이즈의 영향을 억제하기 위해서는, 주사선의 연장 방향으로 주사선을 사이에 두도록 배치되어 있는 제1 게이트 드라이버, 제2 게이트 드라이버가, 주사선의 양단부로부터, 표시 영역의 각 화소를 행 단위로 선택하도록 하는 것이 유효하다. 그러나, 표시 영역에 기여하지 않는 프레임에, 제1 게이트 드라이버, 제2 게이트 드라이버의 트랜지스터의 소자를 배치할 필요가 있어, 프레임이 커지게 될 가능성이 있다. 프레임이 커지면, 표시 장치는 표시 영역의 스페이스가 제한된다. 이로 인해, 표시 장치는, 제1 게이트 드라이버, 제2 게이트 드라이버의 트랜지스터의 소자수를 억제하는 것이 요청되어 있다.
본 개시는, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 프레임의 크기의 증가를 억제함과 함께, 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간에서 주사선의 노이즈를 억제하는, 표시 장치, 표시 장치의 구동 방법 및 전자 기기를 제공하는 데 있다.
본 개시는, 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과, 대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과, 상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과, 상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과, 상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 스위치는, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는 표시 장치이다.
본 개시의 전자 기기는, 상기 표시 장치를 구비한 것이다.
본 개시는, 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과, 상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과, 대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과, 상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과, 상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과, 상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 스위치가, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는 표시 장치의 구동 방법이다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 일 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다.
도 4는 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 4에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다.
도 6은 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 화소 배열을 나타내는 회로도이다.
도 11은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈에 있어서, 소스 드라이버와, 신호선의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 12는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 구동 전극 및 터치 검출 전극의 일 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 14는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 15는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다.
도 16은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 표시 동작과 터치 검출 동작을 설명하는 설명도이다.
도 17은 본 실시 형태에 따른 스위치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 18은 본 실시 형태에 따른 표시 동작 기간 및 휴지 기간을 설명하기 위한 타이밍차트이다.
도 19는 주사선의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 20은 주사선의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 21은 본 실시 형태에 따른 주사선의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 22는 본 실시 형태에 따른 주사선의 전위의 변화를 설명하는 설명도이다.
도 23은 표시 장치의 공통 전극과 주사선의 커플링 용량을 설명하는 설명도이다.
도 24는 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 25는 본 실시 형태에 따른 주사선의 전위의 변화를 설명하는 설명도이다.
도 26은 2수평 기간의 공통 전위 반전 구동을 모식적으로 설명하기 위한 설명도이다.
도 27은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 30은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 33은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 34는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 35는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 36은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 37은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 38은 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 39는 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다.
본 개시를 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성 요소는 적절하게 조합하는 것이 가능하다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 실시 형태
1-1. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치
1-2. 표시 장치
2. 적용예(전자 기기)
상기 실시 형태에 따른 표시 장치가 전자 기기에 적용되어 있는 예
3. 본 개시의 형태
<1. 실시 형태>
<1-1. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치>
[구성예]
(전체 구성예)
도 1은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 일 구성예를 나타내는 블록도이다. 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)와, 제어부(11)와, 게이트 드라이버(12)와, 소스 드라이버(13)와, 소스 셀렉터부(13S)와, 구동 전극 드라이버(14)와, 터치 검출부(40)를 구비하고 있다. 이 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)가 터치 검출 기능을 내장한 표시 장치이다. 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 표시 소자로서 액정 표시 소자를 이용하고 있는 액정 표시부(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 일체화시킨 장치이다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 표시 소자로서 액정 표시 소자를 이용하고 있는 액정 표시부(20) 상에, 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 장착한, 장치이어도 좋다.
액정 표시부(20)는, 후술하는 바와 같이, 게이트 드라이버(12)로부터 공급되는 주사 신호 Vscan에 따라서, 1수평 라인씩 순차 주사하여 표시를 행하는 디바이스이다. 제어부(11)는 외부로부터 공급된 영상 신호 Vdisp에 기초하여, 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14) 및 터치 검출부(40)에 대하여 각각 제어 신호를 공급하고, 이들이 서로 동기하여 동작하도록 제어하는 회로이다. 본 개시에 있어서의 제어 장치는, 제어부(11), 게이트 드라이버(12), 소스 드라이버(13), 구동 전극 드라이버(14)를 포함한다.
게이트 드라이버(12)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 표시 구동의 대상으로 되는 1수평 라인을 순차 선택하는 기능을 갖고 있다.
소스 드라이버(13)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의, 후술하는 각 화소 Pix(부화소 SPix)에 화소 신호 Vpix를 공급하는 회로이다. 소스 드라이버(13)는, 후술하는 바와 같이, 1수평 라인분의 영상 신호 Vdisp로부터, 액정 표시부(20)의 복수의 부화소 SPix의 화소 신호 Vpix를 시분할 다중화된 화소 신호를 생성하고, 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 드라이버(13)는 화상 신호 Vsig에 다중화된 화소 신호 Vpix를 분리하기 위해 필요한 셀렉터 스위치 제어 신호 Vsel을 생성하고, 화상 신호 Vsig와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 이 다중화에 의해, 소스 드라이버(13)와 소스 셀렉터부(13S) 사이의 배선수를 적게 할 수 있다.
구동 전극 드라이버(14)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의, 후술하는 구동 전극(COML)에 터치 검출용의 구동 신호(이하, 터치용 구동 신호라고도 함) VcomAC, 및 표시용의 전압인 표시용 구동 전압 VCOM을 공급하는 회로이다.
터치 검출부(40)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호와, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치(상술한 접촉 또는 근접의 상태)의 유무를 검출하고, 터치가 있는 경우에 터치 검출 영역에서의 그 좌표 등을 구하는 회로이다. 이 터치 검출부(40)는 터치 검출 신호 증폭부(42)와, A/D 변환부(43)와, 신호 처리부(44)와, 좌표 추출부(45)와, 검출 타이밍 제어부(46)를 구비하고 있다.
터치 검출 신호 증폭부(42)는, 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급되는 터치 검출 신호 Vdet를 증폭한다. 터치 검출 신호 증폭부(42)는, 터치 검출 신호 Vdet에 포함되는 높은 주파수 성분(노이즈 성분)을 제거하고, 터치 성분을 취출하여 각각 출력하는 저역 통과 아날로그 필터를 구비하고 있어도 좋다.
(정전 용량형 터치 검출의 기본 원리)
터치 검출 디바이스(30)는, 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 기초하여 동작하고, 터치 검출 신호 Vdet를 출력한다. 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 실시 형태의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에 있어서의 터치 검출의 기본 원리에 대해서 설명한다. 도 2는, 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태를 나타내는 설명도이다. 도 3은, 도 2에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접하지 않은 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다. 도 4는, 정전 용량형 터치 검출 방식의 기본 원리를 설명하기 위해, 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태를 나타내는 설명도이다. 도 5는, 도 4에 도시하는 손가락이 장치에 접촉 또는 근접한 상태의 등가 회로의 예를 나타내는 설명도이다. 도 6은, 구동 신호 및 터치 검출 신호의 파형의 일례를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 2에 도시하는 바와 같이, 용량 소자(C1)는, 유전체(D)를 사이에 두고 서로 대향 배치된 한 쌍의 전극, 구동 전극(E1) 및 터치 검출 전극(E2)을 구비하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 용량 소자(C1)는, 그 일단부가 교류 신호원(구동 신호원) S에 접속되고, 타단부는 전압 검출기(터치 검출부) DET에 접속된다. 전압 검출기 DET는, 예를 들어 도 1에 도시하는 터치 검출 신호 증폭부(42)에 포함되는 적분 회로이다.
교류 신호원 S로부터 구동 전극(E1)[용량 소자(C1)의 일단부]에 소정의 주파수(예를 들어 수㎑ 내지 수백㎑ 정도)의 교류 구형파(Sg)를 인가하면, 터치 검출 전극(E2)[용량 소자(C1)의 타단부]측에 접속된 전압 검출기 DET를 통하여, 출력 파형(터치 검출 신호 Vdet)이 나타난다. 또한, 이 교류 구형파(Sg)는, 구동 신호 VcomAC에 상당한 것이다.
손가락이 장치에 접촉(또는 근접)하지 않은 상태(비접촉 상태)에서는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 용량 소자(C1)에 대한 충방전에 수반하여, 용량 소자(C1)의 용량값에 따른 전류 I0이 흐른다. 도 6에 도시하는 바와 같이 전압 검출기 DET는, 교류 구형파(Sg)에 따른 전류 I0의 변동을 전압의 변동(실선의 파형 V0)으로 변환한다.
한편, 손가락이 장치에 접촉(또는 근접)한 상태(접촉 상태)에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 손가락에 의해 형성되는 정전 용량(C2)이 터치 검출 전극(E2)과 접하고 있거나 또는 근방에 있음으로써, 구동 전극(E1) 및 터치 검출 전극(E2) 사이에 있는 프린지분의 정전 용량이 차단되고, 용량 소자(C1)는, 보다 용량값이 작은 용량 소자(C1')로서 작용한다. 그리고, 도 5에 도시하는 등가 회로에서 보면, 용량 소자(C1')에 전류 I1이 흐른다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 전압 검출기 DET는, 교류 구형파(Sg)에 따른 전류 I1의 변동을 전압의 변동(점선의 파형 V1)으로 변환한다. 이 경우, 파형 V1은, 상술한 파형 V0과 비교하여 진폭이 작아진다. 이에 의해, 파형 V0과 파형 V1의 전압 차분의 절대값 |ΔV|는, 손가락 등의 외부로부터 근접하는 물체의 영향에 따라서 변화하게 된다. 또한, 전압 검출기 DET는, 파형 V0과 파형 V1의 전압 차분의 절대값 |ΔV|을 고정밀도로 검출하므로, 회로 내의 스위칭에 의해, 교류 구형파(Sg)의 주파수에 맞추어, 컨덴서의 충방전을 리셋하는 기간(Reset)을 설정한 동작으로 하는 것이 보다 바람직하다.
도 1에 도시하는 터치 검출 디바이스(30)는, 구동 전극 드라이버(14)로부터 공급되는 구동 신호 Vcom(구동 신호 VcomAC)에 따라서, 1검출 블록씩 순차 주사하여 터치 검출을 행하게 되어 있다.
터치 검출 디바이스(30)는, 복수의 후술하는 터치 검출 전극(TDL)으로부터, 도 3 및 도 5에 도시하는 전압 검출기 DET를 통하여, 검출 블록마다 터치 검출 신호 Vdet를 출력하고, 터치 검출부(40)의 A/D 변환부(43)에 공급하게 되어 있다.
A/D 변환부(43)는, 구동 신호 VcomAC에 동기한 타이밍에서, 터치 검출 신호 증폭부(42)로부터 출력되는 아날로그 신호를 각각 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 회로이다.
신호 처리부(44)는, A/D 변환부(43)의 출력 신호에 포함되는, 구동 신호 VcomAC를 샘플링한 주파수 이외의 주파수 성분(노이즈 성분)을 저감하는 디지털 필터를 구비하고 있다. 신호 처리부(44)는 A/D 변환부(43)의 출력 신호에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치의 유무를 검출하는 논리 회로이다. 신호 처리부(44)는 손가락에 의한 전압의 차분만큼 취출하는 처리를 행한다. 이 손가락에 의한 전압의 차분은, 상술한 파형 V0과 파형 V1의 차분의 절대값 |ΔV|이다. 신호 처리부(44)는, 1검출 블록당의 절대값 |ΔV|을 평균화하는 연산을 행하고, 절대값 |ΔV|의 평균값을 구해도 좋다. 이에 의해, 신호 처리부(44)는 노이즈에 의한 영향을 저감할 수 있다. 신호 처리부(44)는 검출한 손가락에 의한 전압의 차분을 소정의 임계값 전압과 비교하고, 전압의 차분이 임계값 전압 이상이면, 외부 근접 물체가 접촉 상태에 있다고 판단한다. 한편, 신호 처리부(44)는 차분의 전압이 임계값 전압 미만이면, 외부 근접 물체가 비접촉 상태에 있다고 판단한다. 이와 같이 하여, 터치 검출부(40)는 터치 검출이 가능해진다.
좌표 추출부(45)는 신호 처리부(44)에서 터치가 검출되었을 때에, 그 터치 패널 좌표를 구하는 논리 회로이다. 검출 타이밍 제어부(46)는 A/D 변환부(43)와, 신호 처리부(44)와, 좌표 추출부(45)가 동기하여 동작하도록 제어한다. 좌표 추출부(45)는 터치 패널 좌표를 신호 출력 Vout로서 출력한다.
(모듈)
도 7은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 화소 기판(2)[TFT 기판(21)]과, 플렉시블 프린트 기판(T)을 구비하고 있다. 화소 기판(2)[TFT 기판(21)]은 COG(Chip On Glass)(19)를 탑재하고, 액정 표시부(20)의 표시 영역(Ad)과, 프레임(Gd)이 형성되어 있다. COG(19)는 TFT 기판(21)에 실장된 IC 드라이버의 칩이며, 도 1에 도시한 제어부(11), 소스 드라이버(13) 등, 표시 동작에 필요한 각 회로를 내장한 제어 장치이다. 본 실시 형태에서는, 상술한 소스 드라이버(13) 및 소스 셀렉터부(13S)는 TFT 기판(21) 상에 형성되어 있다. 소스 드라이버(13) 및 소스 셀렉터부(13S)는 COG(19)에 내장되어 있어도 좋다. 또한, 구동 전극 드라이버(14)의 일부인, 구동 전극 주사부(14A, 14B)는 TFT 기판(21)에 형성되어 있다. 또한, 게이트 드라이버(12)는 게이트 드라이버(12A 및 12B)로서, TFT 기판(21)에 형성되어 있다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는 COG(19)에 구동 전극 주사부(14A 및 14B), 게이트 드라이버(12) 등의 회로를 내장해도 좋다.
도 7에 도시하는 바와 같이, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에서, 구동 전극(COML)의 구동 전극 블록 B와, 터치 검출 전극(TDL)은 입체 교차하도록 형성되어 있다.
또한, 구동 전극(COML)은, 한 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상의 전극 패턴으로 분할되어 있다. 터치 검출 동작을 행할 때에는, 각 전극 패턴에는, 구동 전극 드라이버(14)에 의해 구동 신호 VcomAC가 순차 공급된다. 구동 전극(COML)의 복수의 스트라이프 형상의 전극 패턴 중, 동시에 구동 신호 VcomAC가 공급되는 전극 패턴이 도 7에 도시하는 하나의 구동 전극 블록 B에 대응한다. 구동 전극 블록 B[구동 전극(COML)]는 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 제1 변을 따르는 방향으로 연장되고, 터치 검출 전극(TDL)은 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 제2 변을 따르는 방향으로 연장된다. 제1 변과 제2 변은, 각각 다른 방향으로 연장되어 있다. 터치 검출 전극(TDL)의 출력부는, 예를 들어 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 제2 변에 가까운 단부에 설치되고, 플렉시블 프린트 기판(T)을 통하여, 플렉시블 프린트 기판(T)에 실장된 터치 검출부(40)와 접속되어 있다. 이와 같이, 터치 검출부(40)는 플렉시블 프린트 기판(T) 상에 실장되고, 병설된 복수의 터치 검출 전극(TDL)의 각각과 접속되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(T)은 단자이면 좋고, 플렉시블 프린트 기판에 한정되지 않고, 이 경우, 모듈의 외부에 터치 검출부(40)가 구비된다.
후술하는 구동 신호 생성부는, COG(19)에 내장되어 있다. 소스 셀렉터부(13S)는 TFT 기판(21) 상의 표시 영역(Ad)의 근방에, TFT 소자를 이용해서 형성되어 있다. 표시 영역(Ad)에는, 후술하는 화소 Pix(부화소 SPix)가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치되어 있다. 프레임(Gd)은 TFT 기판(21)의 표면을 수직인 방향에서 보아 화소 Pix가 배치되어 있지 않은 영역이다. 게이트 드라이버(12)와, 구동 전극 드라이버(14) 중 구동 전극 주사부(14A 및 14B)는 프레임(Gd)에 배치되어 있다.
게이트 드라이버(12)는 게이트 드라이버(12A 및 12B)를 구비하고, TFT 기판(21) 상에 복수의 TFT 소자를 이용해서 형성되어 있다. 게이트 드라이버(12A 및 12B)는 표시 영역(Ad)을, 표시 영역(Ad)을 사이에 두고 대면하고 있는 방향(주사 방향)으로, 교대로 일방측으로부터 구동할 수 있게 되어 있다. 이하의 설명에서는, 게이트 드라이버(12A)를 제1 게이트 드라이버(12A)로 하고, 게이트 드라이버(12B)를 제2 게이트 드라이버(12B)로 한다. 또한, 후술하는 주사선 GCL은, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 사이에 배열한다. 이로 인해, 주사선 GCL은, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에서, 구동 전극(COML)의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되도록 설치되어 있다.
구동 전극 주사부(14A 및 14B)는, TFT 기판(21) 상에 TFT 소자를 이용해서 형성되어 있다. 구동 전극 주사부(14A 및 14B)는 구동 신호 생성부로부터, 표시용 배선(LDC)을 통하여, 표시용 구동 전압 VCOM의 공급을 받는 동시에, 터치용 배선(LAC)을 통하여 구동 신호 VcomAC의 공급을 받는다. 구동 전극 주사부(14A 및 14B)는 프레임(Gd)에 있어서, 각각, 일정한 폭 Gdv를 차지한다. 그리고, 구동 전극 주사부(14A 및 14B)는 병설된 복수의 구동 전극 블록 B의 각각을, 양측으로부터 구동할 수 있게 되어 있다. 표시용 구동 전압 VCOM을 공급하는 표시용 배선(LDC)과, 터치용 구동 신호 VcomAC를 공급하는 터치용 배선(LAC)은, 병렬로, 각각의 프레임(Gd)에 배치되어 있다. 표시용 배선(LDC)은 터치용 배선(LAC)보다도 표시 영역(Ad)측에 배치되어 있다. 이 구조에 의해, 표시용 배선(LDC)에 의해 공급되는 표시용 구동 전압 VCOM이, 표시 영역(Ad)의 단부의 전위 상태를 안정시킨다. 이로 인해, 특히, 횡전계 모드의 액정을 이용한 액정 표시부에 있어서, 표시가 안정된다.
도 7에 도시하는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 터치 검출 신호 Vdet를, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 한쪽의 변측으로부터 출력한다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 단자부인 플렉시블 프린트 기판(T)을 통하여 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)를 터치 검출부(40)에 접속할 때의 배선의 배치가 용이해진다.
(터치 검출 기능을 구비한 표시부)
다음에, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 구성예를 상세하게 설명한다. 도 8은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 도 9는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치의 제어 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 화소 배열을 나타내는 회로도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는 화소 기판(2)과, 이 화소 기판(2)의 표면에 수직인 방향으로 대향하여 배치된 대향 기판(3)과, 화소 기판(2)과 대향 기판(3) 사이에 삽입 설치된 액정층(6)을 구비하고 있다.
액정층(6)은 전계의 상태에 따라서 그곳을 통과하는 광을 변조하는 것이며, 예를 들어, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 IPS(In-Plane Switching) 모드 등의 횡전계 모드의 액정이 액정층(6)으로서 이용된다. 또한, 도 8에 도시하는 액정층(6)과 화소 기판(2) 사이 및 액정층(6)과 대향 기판(3) 사이에는, 각각 배향막이 배치되어도 좋다.
또한, 대향 기판(3)은 글래스 기판(31)과, 이 글래스 기판(31)의 한쪽의 면에 형성된 컬러 필터(32)를 포함한다. 글래스 기판(31)의 다른 쪽의 면에는, 터치 검출 디바이스(30)의 검출 전극인 터치 검출 전극(TDL)이 형성되고, 또한, 이 터치 검출 전극(TDL) 상에는, 편광판(35)이 배치되어 있다.
화소 기판(2)은 회로 기판으로서의 TFT 기판(21)과, 이 TFT 기판(21) 상에 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 전극(22)과, TFT 기판(21) 및 화소 전극(22) 사이에 형성된 복수의 구동 전극(COML)과, 화소 전극(22)과 구동 전극(COML)을 절연하는 절연층(24)을 포함한다.
(표시 장치의 시스템 구성예)
화소 기판(2)은 TFT 기판(21) 상에, 표시 영역(Ad)과, 인터페이스(I/F) 및 타이밍 제너레이터의 기능을 구비하는 COG(19)와, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B) 및 소스 드라이버(13)를 구비하고 있다. 도 7에 도시하는 플렉시블 프린트 기판(T)은, COG(19)에의 외부 신호 및 COG(19)를 구동하는 구동 전력을 전송한다. 화소 기판(2)은 표시 영역(Ad)과, 소스 드라이버(수평 구동 회로)(13)와, 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A 및 12B)를 구비하고 있다. 표시 영역(Ad)은 투명 절연 기판(예를 들어 글래스 기판)의 TFT 기판(21)의 표면에 설치되고, 표시 영역(Ad)에는 액정 소자를 포함하는 부화소(화소)가 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 다수 배치된다. 게이트 드라이버(수직 구동 회로)(12A 및 12B)는, 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)로서, 표시 영역(Ad)을 사이에 두도록 배치되어 있다.
표시 영역(Ad)은, 액정 소자를 포함하는 부화소 SPix가, M행×N열로 배치된 매트릭스(행렬 형상) 구조를 갖고 있다. 또한, 이 명세서에 있어서, 행이라 함은, 1방향으로 배열되는 N개의 부화소 SPix를 갖는 화소행을 말한다. 또한, 열이라 함은, 행에서 부화소 SPix가 배열되는 방향과 직교하는 방향으로 배열되는 M개의 부화소 SPix를 갖는 화소열을 말한다. 그리고, M과 N의 값은, 수직 방향의 표시 해상도와 수평 방향의 표시 해상도에 따라서 정해진다. 부화소 SPix의 M행 N열의 배열인 표시 영역(Ad)에서는, 행마다 주사선 GCL1, GCL2, GCL3, … GCLM이 배선되고, 열마다 신호선 SGL1, SGL2, SGL3, SGL4, SGL5, … SGLN이 배선되어 있다. 이후, 실시 형태에 있어서는, 주사선 GCL1, GCL2, GCL3, …을 대표해서 주사선 GCL과 같이 표기하고, 신호선 SGL1, SGL2, SGL3, SGL4, SGL5, …을 대표해서 신호선 SGL과 같이 표기하는 경우가 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 주사선 GCL1, GCL2, … GCLM 중 임의의 3개의 주사선을, 주사선 GCLm, GCLm +1, GCLm +2(단, m은, m≤M-2를 만족하는 자연수)와 같이 표기하고, 신호선 SGL1, SGL2, … SGLN 중 임의의 3개의 신호선을, 신호선 SGLn, SGLn +1, SGLn +2(단, n은, n≤N-2를 만족하는 자연수)와 같이 표기하는 경우도 있다.
화소 기판(2)에는, 외부로부터 외부 신호인, 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호가 입력되고, COG(19)에 부여된다. COG(19)는 외부 전원의 전압 진폭의 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를, 액정의 구동에 필요한 내부 전원의 전압 진폭으로 레벨 변환(승압)하고, 변환한 신호를, 마스터 클록, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호로서 타이밍 제너레이터에 공급한다. 이렇게 해서, COG(19)는 수직 스타트 펄스 VST, 수직 클록 펄스 VCK, 스위치 제어 신호 GCK, 수평 스타트 펄스 HST 및 수평 클록 펄스 HCK를 생성한다. COG(19)는 수직 스타트 펄스 VST, 수직 클록 펄스 VCK, 스위치 제어 신호 GCK를 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)에 부여함과 함께, 수평 스타트 펄스 HST 및 수평 클록 펄스 HCK를 소스 드라이버(13)에 부여한다. COG(19)는 부화소 SPix마다의 화소 전극에 대하여 각 화소 공통적으로 부여되어, 공통 전위라고 불리는 표시용 구동 전압 VCOM을 생성해서 상술한 구동 전극(COML)에 부여한다.
제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 도 17에 도시하는 바와 같이, 전송 회로(61)와, 버퍼 회로(62)를 포함한다. 전송 회로(61)는 시프트 레지스터를 구성하고, 또한 래치 회로 등을 포함해도 좋다. 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 상술한 수직 스타트 펄스 VST와 수직 클록 펄스 VCK로부터 수직 주사 펄스를 생성하고, 주사선 GCL에 부여함으로써 부화소 SPix를 행 단위로 순차 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사선 GCL의 연장 방향으로 주사선 GCL을 사이에 두도록 배치되어 있다. 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 표시 영역(Ad) 상측, 즉 수직 주사 방향의 개시측으로부터, 표시 영역(Ad) 하측, 즉 수직 주사 방향의 종료측으로 순서대로 수직 주사 펄스를 출력한다. 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사선 GCL이 배열되어 있는 방향(주사 방향)으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역(Ad)의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택한다. 그리고, 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 주사선 GCL의 길이 방향의 단부에 배치되고, 1행 걸러 주사선 GCL에 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 표시 영역(Ad)의 각 화소를 행 단위로 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)의 각각은, 주사선 GCL의 길이 방향의 한쪽의 단부에 접속되어 있을 뿐이므로, 주사선 GCL의 길이 방향의 양단부에 접속되어 있는 경우와 비교하여, 트랜지스터의 소자수를 억제할 수 있다. 이에 의해, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 상술한 프레임(Gd)의 영역을 억제할 수 있다.
소스 드라이버(13)에는, 예를 들어 6비트의 R(적색), G(녹색), B(청색)의 디지털 화상 신호 Vsig가 부여된다. 소스 드라이버(13)는, 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)에 의한 수직 주사에 의해 선택된 행의 각 부화소 SPix에 대하여, 화소마다, 혹은 복수 화소마다, 혹은 전체 화소 일제히, 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입한다.
TFT 기판(21)에는, 도 10에 도시하는 각 부화소 SPix의 박막 트랜지스터(TFT;Thin Film Transistor) 소자 Tr, 도 9 및 도 10에 도시하는 각 화소 전극(22)에 화소 신호 Vpix를 공급하는 신호선 SGL, 각 TFT 소자 Tr을 구동하는 주사선 GCL 등의 배선이 형성되어 있다. 이와 같이, 신호선 SGL은 TFT 기판(21)의 표면과 평행한 평면에 연장되고, 화소에 화상을 표시하기 위한 화소 신호 Vpix를 공급한다. 도 10에 도시하는 액정 표시부(20)는, 매트릭스 형상으로 배열한 복수의 부화소 SPix를 갖고 있다. 각각의 부화소 SPix는, TFT 소자 Tr 및 액정 소자 LC를 구비하고 있다. TFT 소자 Tr은 박막 트랜지스터에 의해 구성되는 것이며, 이 예에서는, n채널의 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형의 TFT로 구성되어 있다. 또한, TFT 소자 Tr은, p 채널형 TFT나 CMOS-TFT이어도 좋다. TFT 소자 Tr의 소스 또는 드레인의 한쪽은 신호선 SGL에 접속되고, 게이트는 주사선 GCL에 접속되고, 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 액정 소자 LC의 일단부에 접속되어 있다. 액정 소자 LC는, 예를 들어, 일단부가 TFT 소자 Tr의 드레인에 접속되고, 타단부가 구동 전극(COML)에 접속되어 있다.
도 9에 도시하는 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 수직 주사 펄스를, 도 10에 도시하는 주사선 GCL을 통하여, 부화소 SPix의 TFT 소자 Tr의 게이트에 인가함으로써, 표시 영역(Ad)에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 부화소 SPix 중 1행(1수평 라인)을 표시 구동의 대상으로서 순차 선택한다. 소스 드라이버(13)는 화소 신호 Vpix를, 신호선 SGL을 통하여, 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)에 의해 순차 선택되는 1수평 라인에 포함되는 각 부화소 SPix에 각각 공급한다. 그리고, 이들의 부화소 SPix에서는, 공급되는 화소 신호 Vpix에 따라서, 1수평 라인의 표시가 행해지게 되어 있다. 구동 전극 드라이버(14)는 표시용의 구동 신호(표시용 구동 전압 VCOM)를 인가하여, 구동 전극(COML)을 구동한다.
상술한 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)가 주사선 GCLm, GCLm +1, GCLm +2를 순차 주사하도록 구동함으로써, 1수평 라인이 순차 선택된다. 또한, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 1수평 라인에 속하는 부화소 SPix에 대하여, 소스 드라이버(13)가 화소 신호 Vpix를 공급함으로써, 1수평 라인씩 표시가 행해진다. 이 표시 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 그 1수평 라인에 대응하는 구동 전극(COML)에 대하여 구동 신호 Vcom을 인가하게 되어 있다.
도 8에 도시하는 컬러 필터(32)는, 예를 들어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색으로 착색된 컬러 필터의 색 영역을 주기적으로 배열하여, R, G, B의 3색의 색 영역(32R, 32G, 32B)(도 10 참조)이 1조(組)로서 화소 Pix에 대응하도록, 도 10에 도시하는 각 부화소 SPix에 대응지어져 있다. 컬러 필터(32)는 TFT 기판(21)과 수직인 방향에서, 액정층(6)과 대향한다. 이와 같이, 부화소 SPix는 단색의 색 표시를 행할 수 있다. 또한, 컬러 필터(32)는, 다른 색으로 착색되어 있으면, 다른 색의 조합이어도 좋다. 또한, 컬러 필터(32)는 없어도 좋다. 컬러 필터(32)가 존재하지 않는 영역, 즉 투명한 부화소 SPix가 있어도 좋다.
도 10에 도시하는 부화소 SPix는, 주사선 GCL에 의해, 액정 표시부(20)의 동일한 행에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 주사선 GCL은 게이트 드라이버(12)와 접속되고, 게이트 드라이버(12)로부터 주사 신호 Vscan이 공급된다. 또한, 부화소 SPix는 신호선 SGL에 의해, 액정 표시부(20)의 동일한 열에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 신호선 SGL은 소스 드라이버(13)와 접속되고, 소스 드라이버(13)로부터 화소 신호 Vpix가 공급된다.
도 11은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치를 실장한 모듈에 있어서, 소스 드라이버와, 신호선의 관계를 설명하는 모식도이다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는 신호선 SGL이, 소스 셀렉터부(13S)를 통하여 상술한 COG(19)에 내장한 소스 드라이버(13)에 접속되어 있다. 소스 셀렉터부(13S)는 셀렉터 스위치 제어 신호 Vsel에 따라서 개폐 동작한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 소스 드라이버(13)는 제어부(11)로부터 공급되는 화상 신호 Vsig 및 소스 드라이버 제어 신호에 기초하여, 화소 신호 Vpix를 생성하여 출력한다. 소스 드라이버(13)는 1수평 라인분의 화상 신호 Vsig로부터, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 액정 표시부(20)의 복수(이 예에서는 3개)의 부화소 SPix의 화소 신호 Vpix를 시분할 다중된 화소 신호를 생성하고, 다중화된 화소 신호(화상 신호 Vsig)를 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 또한, 소스 드라이버(13)는, 각각의 화상 신호 Vsig에 다중화된 화소 신호 Vpix를 분리하기 위해 필요한 셀렉터 스위치 제어 신호 Vsel(VselR, VselG, VselB)을 생성하고, 화상 신호 Vsig와 함께 소스 셀렉터부(13S)에 공급한다. 이 다중화에 의해, 소스 드라이버(13)와 소스 셀렉터부(13S) 사이의 배선수가 적어진다.
소스 셀렉터부(13S)는 소스 드라이버(13)로부터 공급된 화상 신호 Vsig 및 셀렉터 스위치 제어 신호 Vsel에 기초하여, 각각의 화상 신호 Vsig에 시분할 다중된 화소 신호 Vpix를 분리하고, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 액정 표시부(20)에 공급한다.
소스 셀렉터부(13S)는, 예를 들어, 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB를 구비하고, 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB의 각 일단부는 서로 접속되고 소스 드라이버(13)로부터 화상 신호 Vsig가 공급된다. 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB의 각 타단부는 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 액정 표시부(20)의 신호선 SGL을 통하여, 부화소 SPix에 각각 접속되어 있다. 3개의 스위치 SWR, SWG, SWB는 소스 드라이버(13)로부터 공급된 셀렉터 스위치 제어 신호 Vsel(VselR, VselG, VselB)에 의해 각각 개폐 제어된다. 이 구성에 의해, 소스 셀렉터부(13S)는 셀렉터 스위치 제어 신호 Vsel에 따라서, 스위치 SWR, SWG, SWB를 시분할적으로 순차 절환하여 온(ON) 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 소스 셀렉터부(13S)는 다중화된 화상 신호 Vsig로부터 화소 신호 Vpix(VpixR, VpixG, VpixB)를 분리한다. 그리고, 소스 셀렉터부(13S)는 화소 신호 Vpix를, 3개의 부화소 SPix에 각각 공급한다. 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색으로 착색된 색 영역(32R, 32G, 32B)이, 부화소 SPix에 각각 대응지어져 있다. 이로 인해, 색 영역(32R)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixR이 공급된다. 색 영역(32G)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixG가 공급된다. 색 영역(32B)에 대응하는 부화소 SPix에는, 화소 신호 VpixB가 공급된다.
부화소 SPix는 구동 전극(COML)에 의해, 액정 표시부(20)의 동일한 행에 속하는 다른 부화소 SPix와 서로 접속되어 있다. 구동 전극(COML)은 구동 전극 드라이버(14)와 접속되고, 구동 전극 드라이버(14)로부터 표시용 구동 전압 VCOM이 공급된다. 즉, 이 예에서는, 동일한 행에 속하는 복수의 부화소 SPix가 구동 전극(COML)을 공유하게 되어 있다.
도 1에 도시하는 게이트 드라이버(12)는, 주사 신호 Vscan을, 도 10에 도시하는 주사선 GCL을 통하여, 부화소 SPix의 TFT 소자 Tr의 게이트에 인가함으로써, 액정 표시부(20)에 매트릭스 형상으로 형성되어 있는 부화소 SPix 중 1행(1수평 라인)을 표시 구동의 대상으로서 순차 선택한다. 도 1에 도시하는 소스 드라이버(13)는 화소 신호 Vpix를, 도 10에 도시하는 신호선 SGL을 통하여, 게이트 드라이버(12)에 의해 순차 선택되는 1수평 라인을 구성하는 각 부화소 SPix에 각각 공급한다. 그리고, 이들의 부화소 SPix에서는, 공급되는 화소 신호 Vpix에 따라서, 1수평 라인의 표시가 행해지게 되어 있다. 도 1에 도시하는 구동 전극 드라이버(14)는 구동 신호 Vcom을 인가하고, 도 7 및 도 12에 도시하는, 소정의 개수의 구동 전극(COML)으로 이루어지는 구동 전극 블록 B마다 구동 전극(COML)을 구동한다. 구동 전극 블록 B는 단수의 구동 전극(COML)이어도 좋고, 복수의 구동 전극(COML)이어도 좋다.
상술한 바와 같이, 액정 표시부(20)는 게이트 드라이버(12)가 주사선 GCL을 시분할적으로 순차 주사하도록 구동함으로써, 1수평 라인이 순차 선택된다. 또한, 액정 표시부(20)는 1수평 라인에 속하는 부화소 SPix에 대하여, 소스 드라이버(13)가 화소 신호 Vpix를 공급함으로써, 1수평 라인씩 표시가 행해진다. 이 표시 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)는, 그 1수평 라인에 대응하는 구동 전극(COML)을 포함하는 구동 전극 블록 B에 대하여 표시용 구동 전압 VCOM을 인가하게 되어 있다.
본 실시 형태에 따른 구동 전극(COML)은 액정 표시부(20)의 구동 전극으로서 기능함과 함께, 터치 검출 디바이스(30)의 구동 전극으로서도 기능한다. 도 12는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 구동 전극 및 터치 검출 전극의 일 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 12에 도시하는 구동 전극(COML)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직 방향에서, 화소 전극(22)에 대향하고 있다. 터치 검출 디바이스(30)는 화소 기판(2)에 설치된 구동 전극(COML)과, 대향 기판(3)에 설치된 터치 검출 전극(TDL)에 의해 구성되어 있다. 터치 검출 전극(TDL)은, 구동 전극(COML)의 전극 패턴의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 전극 패턴으로 구성되어 있다. 그리고, 터치 검출 전극(TDL)은 TFT 기판(21)의 표면에 대한 수직인 방향에서, 구동 전극(COML)과 대향하고 있다. 터치 검출 전극(TDL)의 각 전극 패턴은, 터치 검출부(40)의 터치 검출 신호 증폭부(42)의 입력에 각각 접속되어 있다. 구동 전극(COML)과 터치 검출 전극(TDL)에 의해 서로 교차한 전극 패턴은, 그 교차 부분에 정전 용량을 생기게 하고 있다. 또한, 터치 검출 전극(TDL) 및 구동 전극(COML)(구동 전극 블록)은 스트라이프 형상으로 복수로 분할되는 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 터치 검출 전극(TDL) 또는 구동 전극(COML)(구동 전극 블록)은, 또는 그 양쪽은, 빗살 무늬 형상이어도 좋다. 혹은 터치 검출 전극(TDL) 또는 구동 전극(COML)(구동 전극 블록)은, 또는 그 양쪽은, 복수로 분할되어 있으면 좋고, 구동 전극(COML)을 분할하는 슬릿 형상은 직선이어도, 곡선이어도 좋다.
이 구성에 의해, 터치 검출 디바이스(30)에서는, 터치 검출 동작을 행할 때, 구동 전극 드라이버(14)가, 도 7에 도시하는 구동 전극 블록 B를 시분할적으로 선순차 주사하도록 구동한다. 이에 의해, 스캔 방향 Scan에 구동 전극(COML)이 인가되는 구동 전극 블록 B(1검출 블록)는, 순차 선택된다. 그리고, 터치 검출 디바이스(30)는 터치 검출 전극(TDL)으로부터 터치 검출 신호 Vdet를 출력한다. 이와 같이 터치 검출 디바이스(30)는, 1검출 블록의 터치 검출이 행해지게 되어 있다.
도 13 내지 도 15는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 터치 검출의 동작예를 나타내는 모식도이다. 도 16은, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치에 있어서의 표시 동작과 터치 검출 동작을 설명하는 설명도이다. 도 7에 도시하는 구동 전극(COML)의 구동 전극 블록 B가 20개의 구동 전극 블록 B1 내지 B20인 경우의, 각 구동 전극 블록 B1 내지 B20에 대한 터치용 구동 신호 VcomAC의 인가 동작을 나타내고 있다. 구동 신호 인가 블록 BAC는, 터치용 구동 신호 VcomAC가 인가된 구동 전극 블록 B를 나타내고 있고, 그 밖의 구동 전극 블록 B는 전압이 인가되지 않고, 전위가 고정되어 있지 않은 상태, 소위 플로팅 상태로 되어 있다. 구동 신호 인가 블록 BAC는, 터치용 구동 신호 VcomAC가 인가된 구동 전극 블록 B를 나타내고 있고, 그 밖의 구동 전극 블록 B에는 표시용 구동 전압 VCOM이 인가되고, 전위가 고정되어 있어도 좋다. 도 1에 도시하는 구동 전극 드라이버(14)는, 도 13에 도시하는 터치 검출 동작의 대상으로 되는 구동 전극 블록 B 중, 구동 전극 블록 B3을 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 다음에, 구동 전극 드라이버(14)는, 도 14에 도시하는 구동 전극 블록 B 중, 구동 전극 블록 B4를 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 다음에, 구동 전극 드라이버(14)는, 도 15에 도시하는 구동 전극 블록 B 중, 구동 전극 블록 B5를 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가한다. 이와 같이, 구동 전극 드라이버(14)는 구동 전극 블록 B를 순차 선택하여, 터치용 구동 신호 VcomAC를 인가하고, 모든 구동 전극 블록 B에 걸쳐 주사한다. 또한, 구동 전극 블록 B의 개수는, 20개로 한정되는 것은 아니다.
터치 검출 디바이스(30)는, 도 13 내지 도 15에 도시하는 구동 전극 블록 B의 1개가, 상술한 정전 용량형 터치 검출의 기본 원리에 있어서의 구동 전극(E1)에 대응한다. 터치 검출 디바이스(30)는 터치 검출 전극(TDL)의 1개가, 터치 검출 전극(E2)에 대응한다. 터치 검출 디바이스(30)는, 상술한 기본 원리에 따라서 터치를 검출하게 되어 있다. 그리고, 도 12에 도시하는 바와 같이, 서로 입체 교차한 전극 패턴은 정전 용량식 터치 센서를 매트릭스 형상으로 구성하고 있다. 따라서, 터치 검출 디바이스(30)의 터치 검출면 전체에 걸쳐 주사함으로써, 외부 근접 물체의 접촉 또는 근접이 발생한 위치의 검출도 가능하게 되어 있다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 게이트 드라이버(12)가 주사선 GCL을 시분할적으로 선순차 주사하도록 구동함으로써, 표시 주사 Scand를 행한다. 또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, 구동 전극 드라이버(14)가, 구동 전극 블록 B를 순차 선택하여 구동함으로써, 시간 W1에서 1회의 주사를 완료하는 터치 검출 주사 Scant를 행한다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 주사 Scant는 표시 주사 Scand의 2배의 주사 속도로 행해진다. 이와 같이, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)에서는, 터치 검출의 주사 속도를 표시의 주사 속도보다도 빠르게 함으로써, 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체에 의한 터치에 바로 응답할 수 있어, 터치 검출에 대한 응답 특성을 개선할 수 있게 되어 있다. 또한, 터치 검출 주사 Scant 및 표시 주사 Scand의 관계는, 도 16에 도시하는 관계로 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 터치 검출 주사 Scant는 표시 주사 Scand의 2배보다 높은 주사 속도로 행해지게 해도 좋고, 표시 주사 Scand의 2배보다 낮은 주사 속도로 행해지게 해도 좋다.
도 17은, 본 실시 형태에 따른 스위치를 설명하기 위한 블록도이다. 상술한 바와 같이, 표시 영역(Ad)에는 주사선 GCL1, GCL2, GCL3, … GCLM이 배선되어 있다. 또한, GCLM은, 최종의 주사선을 나타내고 있다. 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)는, 예를 들어 전송 회로(61)와, 버퍼 회로(62)를 포함한다. 전송 회로(61)는, 시프트 레지스터를 구성하고, 수직 스타트 펄스 VST에 응답하여 동작을 개시한다. 전송 회로(61)는, 전송된 수직 클록 펄스 VCK에 동기하여, 순차 수직 주사 방향으로 선택되고, 선택된 전송 회로(61)가, 대응하는 버퍼 회로(62)에 수직 선택 펄스를 출력한다.
버퍼 회로(62)는 수직 선택 펄스를 받아, 상위 레벨의 전위 VGH와 하위 레벨의 전위 VGL로부터, 주사선 GCL을 구동하는 데 충분한 전류를 공급하는 수직 주사 펄스 Vgate를 송출한다.
디스차지 스위치 SW는, 트랜지스터의 일단부에, 각 주사선 GCL이 접속되고, 트랜지스터의 타단부에 수직 주사 펄스의 하위 레벨의 전위 VGL이 접속되고, 게이트에 스위치 제어 펄스 GCK가 입력된다. 이에 의해, 디스차지 스위치 SW는 스위치 제어 신호 GCK의 입력에 따라서, 주사선 GCL을 수직 주사 펄스의 하위 레벨의 전위 VGL을 공급할 수 있다. 이와 같이, 디스차지 스위치 SW는, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)가 접속되는 주사선 GCL의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되고, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)와 동일한 전위를 공급할 수 있다.
디스차지 스위치 SW는, 표시 영역(Ad)을 통하여, 제2 게이트 드라이버(12B)가 접속되는 주사선 GCL의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는, 제1 게이트 드라이버(12A) 근방의 복수의 스위치와, 제1 게이트 드라이버(12A)가 접속되는 주사선 GCL의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는, 제2 게이트 드라이버(12B) 근방의 복수의 스위치를 구비한다. 디스차지 스위치 SW는, 제1 게이트 드라이버(12A) 근방의 스위치마다 또는 제2 게이트 드라이버(12B) 근방의 스위치마다 연동해서 동시에 동작한다. 이에 의해, 디스차지 스위치 SW를 동작시키기 위해 필요해지는 스위치 제어 신호의 계통을 적게 할 수 있다. 이에 의해, 디스차지 스위치 SW를 동작시키기 위해 필요해지는 배선 또는 스위치 제어 신호를 생성하기 위한 회로를 적게 할 수 있어, 프레임(Gd)을 좁게 할 수 있다.
여기서, 화소 Pix 또는 부화소 SPix는, 본 개시에 있어서의 「화소」의 일 구체예에 대응한다. 표시 영역(Ad)은, 본 개시에 있어서의 「표시 영역」의 일 구체예에 대응한다. 프레임(Gd)은, 본 개시에 있어서의 「프레임 영역」의 일 구체예에 대응한다. 구동 전극(COML)은, 본 개시에 있어서의 「공통 전극」의 일 구체예에 대응한다. 주사선 GCL은, 본 개시에 있어서의 「주사선」의 일 구체예에 대응한다. 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 본 개시에 있어서의 「제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로」의 일 구체예에 대응한다. 소스 드라이버(13)는, 본 개시에 있어서의 「수평 구동 회로」의 일 구체예에 대응한다. 디스차지 스위치 SW는, 본 개시에 있어서의 「스위치」에 대응한다.
[동작 및 작용]
계속해서, 본 실시 형태의 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 동작 및 작용에 대해서 설명한다. 도 18은, 본 실시 형태에 따른 표시 동작 기간 및 휴지 기간을 설명하기 위한 타이밍차트이다. 도 19 및 도 20은, 주사선의 일례를 나타내는 회로도이다. 도 21은, 본 실시 형태에 따른 주사선의 일례를 나타내는 회로도이다. 도 22는, 본 실시 형태에 따른 주사선의 전위의 변화를 설명하는 설명도이다.
본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 동작을 설명한다. 도 18에 도시하는 바와 같이, 제1 게이트 드라이버(12A) 및 제2 게이트 드라이버(12B)는, 수직 스타트 펄스 VST와 수직 클록 펄스 VCK로부터 생성한 펄스를 수직 주사 펄스로서 순서대로 출력하고, 주사선 GCL에 부여함으로써 부화소 SPix를 행 단위로 순차 선택한다. 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는 수직 동기 신호 VSYNC가 입력되면, 표시 동작 기간 Pd(표시 동작 기간 Pd1)에서, 교대로 순차 1단째로부터 주사선 GCL을 선택해 가고, 주사선 GCL의 s단째(s≥2의 정수)까지, 소스 드라이버(13)가 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입하는 표시 동작을 행한다. 또한, 구동 전극 드라이버(14)는 구동 전극(COML)에 표시용의 전압인 표시용 구동 전압 VCOM을 공급하고 있다.
제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 고레벨의 전위를 식별하면, 수직 주사 펄스의 송출을 정지하고, 또한 주사선 GCL에 대하여 하위 레벨의 전위 VGL을 공급하고, 휴지 기간 Pt(휴지 기간 Pt1)에 들어간다. 휴지 기간 Pt 사이는, 소스 드라이버(13)는 부화소 SPix에 대하여 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입하는 표시 동작을 휴지한다. 그리고 구동 전극 드라이버(14)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의, 구동 전극(COML)에 터치용 구동 신호 VcomAC를 공급한다. 터치 검출부(40)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호와, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치(상술한 접촉 또는 근접의 상태)의 유무를 검출하고, 터치가 있는 경우에 터치 검출 영역에서의 그 좌표 등을 구한다.
터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위를 식별하는 경우, 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 수직 주사 펄스의 송출을 재개한다. 또한, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위를 식별하면, 구동 전극 드라이버(14)는 구동 전극(COML)에 표시용의 전압인 표시용 구동 전압 VCOM을 공급한다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위가 입력되면, 표시 동작 기간 Pd(표시 동작 기간 Pd2)에서, 교대로 순차 s+1단째로부터 주사선 GCL을 선택해 가고, 주사선 GCL의 s+t단째(t≥2의 정수)까지, 소스 드라이버(13)가 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입하는 표시 동작을 행한다.
다음에, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 고레벨의 전위를 식별하는 경우(Active), 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는 수직 주사 펄스의 송출을 정지하고, 또한 주사선 GCL에 대하여 하위 레벨의 전위 VGL을 공급하고, 휴지 기간 Pt(휴지 기간 Pt2)에 들어간다. 휴지 기간 Pt 사이는, 소스 드라이버(13)는 부화소 SPix에 대하여 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입하는 표시 동작을 휴지한다. 그리고 구동 전극 드라이버(14)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의, 구동 전극(COML)에 터치용 구동 신호 VcomAC를 공급한다. 터치 검출부(40)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호와, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치(상술한 접촉 또는 근접의 상태)의 유무를 검출하고, 터치가 있는 경우에 터치 검출 영역에서의 그 좌표 등을 구한다.
다음에, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위를 식별하는 경우, 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 수직 주사 펄스의 송출을 재개한다. 또한, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위를 식별하면, 구동 전극 드라이버(14)는 구동 전극(COML)에 표시용의 전압인 표시용 구동 전압 VCOM을 공급한다. 예를 들어, 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위가 입력되면, 표시 동작 기간 Pd(표시 동작 기간 Pd3)에서, 교대로 순차 s+t+1단째로부터 주사선 GCL을 선택해 가고, 주사선 GCL의 s+t+p단째(p≥2의 정수)까지, 소스 드라이버(13)가 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입하는 표시 동작을 행한다.
다음에, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 고레벨의 전위를 식별하는 경우(Active), 제1 게이트 드라이버(12A)와, 제2 게이트 드라이버(12B)는 수직 주사 펄스의 송출을 정지하고, 또한 주사선 GCL에 대하여 하위 레벨의 전위 VGL을 공급하고, 휴지 기간 Pt(휴지 기간 Pt3)에 들어간다. 휴지 기간 Pt 사이는, 소스 드라이버(13)는 부화소 SPix에 대하여 신호선 SGL을 통하여 표시 데이터를 기입하는 표시 동작을 휴지한다. 그리고 구동 전극 드라이버(14)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의, 구동 전극(COML)에 터치용 구동 신호 VcomAC를 공급한다. 터치 검출부(40)는, 제어부(11)로부터 공급되는 제어 신호와, 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)의 터치 검출 디바이스(30)로부터 공급된 터치 검출 신호 Vdet에 기초하여, 터치 검출 디바이스(30)에 대한 터치(상술한 접촉 또는 근접의 상태)의 유무를 검출하고, 터치가 있는 경우에 터치 검출 영역에서의 그 좌표 등을 구한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 표시 동작과 표시 동작 사이(표시 동작 기간 Pd 사이)에 표시를 휴지하는 휴지 기간 Pt에 터치 검출하므로, 터치 검출 동작에 있어서 표시에의 영향을 저감할 수 있다.
도 19, 도 20 및 도 21에 도시하는, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는, 도 22에 도시하는 표시 동작 기간 Pd에서, 표시 영역(Ad)의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택하므로, 상위 레벨의 전위 VGH와 하위 레벨의 전위 VGL로 구형파가 되는, 수직 주사 펄스 Vgate를 주사선 GCLs에 송출한다. 도 22에 도시하는 휴지 기간 Pt는, 전후의 수직 주사 펄스 Vgate의 상승, 하강으로부터 충분히 시간적으로 떨어져 있는 것이 보다 바람직하다.
도 19에 도시하는, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는, 주사선 GCLs의 연장 방향의 일단부에 접속되어 있고, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]에 접속되어 있는 단자를 근단부(수직 구동 회로 접속 단부) Ps로 하면, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]에 접속되어 있지 않은 단자가 원단부 Pe가 된다. 주사선 GCLs의 원단부 Pe에서는, 주사선 GCLs의 근단부 Ps와 비교하여, 저항 Rgate 및 컨덴서 용량 Cgate가 많고, 저항 Rgate와 컨덴서 용량 Cgate의 곱의 함수인 펄스의 시상수에 차가 생긴다. 도 19에 도시하는, 원단부 Pe는, 디스차지 스위치 SW가 없고, 컨덴서 용량 Cgate가 있을 뿐이다. 도 23은, 표시 장치의 공통 전극과 주사선의 커플링 용량을 설명하는 설명도이다.
도 23에 도시하는 바와 같이, 주사선 GCLs와, 표시 장치의 공통 전극이 되는 구동 전극(COML) 사이에는, 커플링 용량 Ccomgate가 발생하고 있다. 마찬가지로, 신호선 SGLn과, 표시 장치의 공통 전극이 되는 구동 전극(COML) 사이에는, 용량 Ccomsig가 발생하고 있다. 또한, 화소 전극과 구동 전극(COML) 사이에는, 용량 Cpix가 있고, 화소 신호 Vpix가 유지되고 있다. 상술한 바와 같이, 휴지 기간 Pt에서, 구동 전극 드라이버(14)는 구동 전극(COML)에 터치용 구동 신호 VcomAC를 공급한다. 이에 의해, 도 22에 도시하는 휴지 기간 Pt에서, 구동 전극(COML)의 전위가 변동된다. 또한, 도 22에 있어서, 구동 전극(COML)에 인가되는 전위인 터치용 구동 신호 VcomAC는, 모식적으로 1개의 구형파로서 기재되어 있지만, 상술한 도 6에 도시하는 교류 구형파(Sg)와 같은 복수의 전위의 변동이어도 좋다.
도 19에 도시하는 주사선 GCLs는, 휴지 기간 Pt에서, 근단부 Ps에 하위의 전위 VGL이 직접 공급되어 있다. 이에 대해, 도 19에 도시하는 주사선 GCLs는, 원단부 Pe에는 휴지 기간 Pt에서, 근단부 Ps에 인가된 하위의 전위 VGL이 복수의 저항 Rgate와 복수의 컨덴서 용량 Cgate를 통하여 인가되게 된다. 구동 전극(COML)의 전위가 변동되는 경우, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 영향(커플링)이 발생하고, 주사선 GCLs에 전위의 변화(노이즈)를 야기할 가능성이 있다. 주사선 GCLs의 근단부 Ps는, 하위의 전위 VGL이 직접 공급되어 있으므로, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 주사선 GCLs의 전위의 변화가 억제된다. 그러나, 도 19에 도시하는 주사선 GCLs의 원단부 Pe의 전위는, 도 22에 도시하는 전위 변동의 노이즈 NP를 발생해 버릴 가능성이 있다. 노이즈 NP는 신호선 SGL과 용량 Cpix 사이에, 도 23에 도시하는 리크 전류 Rq를 야기하고, TFT 소자 Tr가 오동작할 가능성이 있다. 그 결과, 표시 영역(Ad)의 품위가 저하될 가능성이 있다.
표시용의 공통 전극으로서, 구동 전극(COML)의 전위의 변화에 대하여 주사선의 노이즈 NP의 영향을 억제하기 위해서는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 주사선 GCLs의 연장 방향으로 주사선 GCLs를 사이에 두도록 배치되어 있는 제1 게이트 드라이버(12A), 제2 게이트 드라이버(12B)가, 주사선 GCLs의 양단부로부터, 수직 주사 펄스 Vgate의 하위 레벨의 전위 VGL을 공급하도록 하는 것이 유효하다. 도 20에 도시하는 주사선 GCLs의 원단부 Pe는, 도 19에 도시하는 주사선 GCLs의 원단부 Pe에 비교하여, 주사선 GCLs의 근단부 Ps1, 근단부 Ps2로부터의 거리가 1/2이 된다. 이에 의해, 도 20에 도시하는 주사선 GCLs는, 저항 Rgate 및 컨덴서 용량 Cgate가 영향을 미치는 시상수를, 도 19에 도시하는 주사선 GCLs의 1/4 정도로 할 수 있다. 이로 인해, 도 20에 도시하는 주사선 GCLs를 갖는 표시 영역(Ad)의 품위를 향상시킬 수 있다. 그러나, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는 주사선 GCLs의 단부에 각각 접속되고, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는 주사선 GCLs의 양단부로부터, 표시 영역(Ad)의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택하므로, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]의 TFT 소자 Tr의 소자수가 증가하여, 회로 면적이 커진다. 이로 인해, 상술한 프레임(Gd)은 커지게 된다.
따라서, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 도 21에 도시하는 바와 같이, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는 주사선 GCLs의 연장 방향의 일단부에 접속되어 있고, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]에 접속되어 있는 단자를 근단부 Ps로 하면, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]에 접속되어 있지 않은 단자가 원단부 Pe가 된다. 그리고, 디스차지 스위치 SW는 주사선 GCLs의 원단부 Pe에 접속되어 있다. 디스차지 스위치 SW는, 상술한 바와 같이, 트랜지스터의 소자의 수가, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]를 구성하는 회로보다 작은 회로이다. 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는 주사선 GCLs의 근단부 Ps로부터, 표시 영역(Ad)의 각 부화소 SPix를 행 단위로 선택하므로, 도 20에 도시하는 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]보다도 TFT 소자 Tr의 소자수를 억제할 수 있다. 이로 인해 TFT 소자 Tr의 소자수가 억제되면, 회로 면적이 작아져, 프레임(Gd)을 좁게 할 수 있다.
디스차지 스위치 SW는, 스위치 제어 신호 GCK의 입력에 따라서, 주사선 GCLs의 원단부 Pe에 수직 주사 펄스 Vgate의 하위 레벨의 전위 VGL을 공급한다. 예를 들어, 도 18 또는 도 22에 도시하는 바와 같이, 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 고레벨의 전위를 식별하는 경우(Active), COG(19)는 스위치 제어 신호 GCK의 고레벨의 전위(Active)를 동시 또는 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 고레벨의 전위를 식별한 후, 바로, 디스차지 스위치 SW에 송출한다. 또한, 스위치 제어 신호 GCK는, 상술한 전송 회로(61) 등 COG(19) 이외의 회로로부터 송출되어도 좋다.
도 21에 도시하는 주사선 GCLs는, 휴지 기간 Pt에서, 근단부 Ps에 하위의 전위 VGL이 직접 공급되어 있다. 또한, 도 21에 도시하는 주사선 GCLs는, 휴지 기간 Pt에서, 원단부 Pe에 하위의 전위 VGL이 디스차지 스위치 SW로부터 공급되어 있다. 구동 전극(COML)의 전위가 변동되는 경우, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 영향(커플링)이 발생하고, 주사선 GCLs에 전위의 변화(노이즈)를 야기할 가능성이 있다. 그러나, 주사선 GCLs의 근단부 Ps 및 원단부 Pe는, 하위의 전위 VGL이 직접 공급되어 있으므로, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 주사선 GCLs의 전위의 변화, 즉 노이즈 NQ가 억제된다. 주사선 GCLs의 근단부 Ps 및 원단부 Pe 사이에서도, 저항 Rgate 및 컨덴서 용량 Cgate가 영향을 미치는 시상수가, 도 19에 도시하는 주사선 GCLs의 1/4 정도로 할 수 있어, 노이즈의 영향이 억제된다. 이와 같이, 휴지 기간 Pt에서, 주사선 GCLs는 하위의 전위 VGL에 고정되기 쉬워져, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 주사선 GCLs의 전위의 변화, 즉 노이즈 NQ가 억제된다.
그리고, 도 22에 도시하는 바와 같이 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위를 식별하는 경우, COG(19)는 스위치 제어 신호 GCK의 저레벨의 전위를 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위를 식별하는 동시에 또는 터치 검출 기간 식별 신호 TSHD의 저레벨의 전위를 식별하기 직전에, 디스차지 스위치 SW에 송출한다. 이에 의해, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는 주사선 GCLs의 연장 방향의 근단부 Ps로부터, 수직 주사 펄스 Vgate를 송출 가능해져, 표시 동작 기간 Pd를 개시할 수 있다.
디스차지 스위치 SW는, 표시 동작 기간 Pd에서, 주사선 GCLs에 인가된 수직 주사 펄스 Vgate의 하강 시작으로부터 다음 단의 주사선 GCLs +1에 인가되는 수직 주사 펄스 Vgate의 상승 직전의 과도 기간에도, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)가 부여하는 전위와 동일한 전위를 부여하도록 해도 좋다. 이에 의해, 주사선 GCLs에 인가된 수직 주사 펄스 Vgate의 하강을 급격하게 하고, 주사선 GCLs에 인가된 수직 주사 펄스 Vgate의 하강과, 다음 단의 주사선 GCLs +1에 있어서의 수직 주사 펄스 Vgate의 상승을 시간적으로 분리할 수 있다. 또한, 이 경우, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 각 단의 수평 기간(1H)마다, 스위치 제어 신호 GCK를 디스차지 스위치 SW에 공급한다. 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 휴지 기간 Pt에서만, 스위치 제어 신호 GCK를 디스차지 스위치 SW에 공급하고, 디스차지 스위치 SW를 동작시키는 경우, 표시 동작 기간 Pd에도 디스차지 스위치 SW를 동작시키는 경우에 비교하여, 예를 들어 1/20 정도의 소비 전력은 적어진다.
도 24는, 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부의 개략 단면 구조를 도시하는 단면도이다. 상기한 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, FFS, IPS 등의 각종 모드의 액정을 이용한 액정 표시부(20)와 터치 검출 디바이스(30)를 일체화하여 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)로 할 수 있다. 이에 대신하여, 도 24에 도시하는 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시부(10)는, TN(Twisted Nematic:트위스티드 네마틱), VA(Vertical Alignment:수직 배향), ECB(Electrically Controlled Birefringence:전계 제어 복굴절) 등의 각종 모드의 액정과 터치 검출 디바이스를 일체화해도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 액정 표시부(20)와 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 일체화시킨 표시 장치를 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어, 표시 장치는, 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 액정 표시부(20)에 장착한 장치이어도 좋다. 정전 용량형의 터치 검출 디바이스(30)를 액정 표시부(20)에 장착한 표시 장치의 경우, 도 8에 도시하는 화소 기판(2)의 구동 전극(COML)을 제1 구동 전극(COML)으로 하고, 이에 추가하여, 대향 기판(3)에 있어서의, 글래스 기판(31)의 표면에도 제2 구동 전극(COML)을 구비하고 있고, 제1 구동 전극(COML)과 제2 구동 전극(COML)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 경우에서도, 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 외부 노이즈나, 액정 표시부로부터 전해지는 노이즈(상기 실시 형태에 있어서의 내부 노이즈에 대응하는 것)의 영향을 억제하면서 터치 검출을 행할 수 있다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)가 접속되는 주사선 GCL의 근단부(수직 구동 회로 접속 단부) Ps와는 반대측의 단부인 원단부 Pe에 접속되는 디스차지 스위치 SW를 포함하고, 디스차지 스위치 SW는, 소스 드라이버(13)가 화상 신호 Vsig를 공급하는 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간 Pt에서, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)가 부여하는 전위와 동일한 전위를 부여한다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는 프레임(Gd)을 억제함과 함께, 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간 Pt에서 용량 Cpix와 신호선 SGL 사이의 리크 전류 Rq를 야기할 가능성을 억제할 수 있다. 그 결과, 본 실시 형태에 따른 표시 장치는 표시 영역(Ad)의 품위의 저하를 억제할 수 있다. 그리고, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)는, 휴지 기간 Pt에서 구동 신호 VcomAC가 부여되는 구동 전극(COML)과, 이 구동 전극(COML) 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극(TDL)과, 터치 검출 전극(TDL)으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부(40)를 포함하고, 표시 영역(Ad)에 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체를 검출 가능하다.
<1-2. 표시 장치>
터치 검출 기능이 없는, 표시 장치도, 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간에서, 표시용의 공통 전극이 변화되는 구동 등의 표시 구동 이외의 구동을 행하는 경우가 있다. 상술한 표시 장치는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)이었지만, 본 개시는 터치 검출 기능이 부가된 표시 장치에 한정되지 않는다. 이하에 설명하는 표시 장치는, 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 중, 상술한 터치 검출하기 위한 구성을 생략하고, 액정 표시부(20) 및 제어 장치를 포함한다. 또한, 상술한 본 실시 형태에서 설명한 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 부여해서 중복되는 설명은 생략한다.
도 25는, 본 실시 형태에 따른 주사선의 전위의 변화를 설명하는 설명도이다. 도 26은, 2수평 기간의 공통 전위 반전 구동을 모식적으로 설명하기 위한 설명도이다. 표시 장치는, 액정 소자 LC에 동극성의 직류 전압이 계속해서 인가됨으로써 액정의 비저항(물질 고유의 저항값) 등이 열화될 가능성이 있다.
표시 장치는 액정의 비저항(물질 고유의 저항값) 등의 열화를 막기 위해, 구동 전극(COML)의 공통 전위, 즉 표시용 구동 전압 VCOM을 2수평 기간마다 극성을 반전시키고, 이 공통 전위를 기준으로 하여 화소 신호 Vpix(VpixR, VpixG, VpixB)의 극성을 소정의 주기로 반전시키는 구동 방식이 취해진다. 예를 들어, 도 25에 도시하는 바와 같이, 구동 전극(COML)의 표시용 구동 전압 VCOM을 2수평 기간마다 극성을 반전시키고, 이 공통 전위를 기준으로 하여 화소 신호 VpixR의 극성을 소정의 주기로 반전시킨다. 이에 의해, 도 26에 도시하는 바와 같이, 2수평 라인마다 부화소 SPix에 인가되는 화소 신호 Vpix(VpixR, VpixG, VpixB)의 극성이 플러스(+)와 마이너스(-)로 교대로 교체하고 있다. 그 결과, 표시 장치는 액정의 비저항(물질 고유의 저항값) 등의 열화를 막을 수 있다.
상술한 도 23에 도시하는 바와 같이, 주사선 GCLs와, 표시 장치의 공통 전극이 되는 구동 전극(COML) 사이에는, 커플링 용량 Ccomgate가 발생하고 있다. 마찬가지로, 신호선 SGLn과, 표시 장치의 공통 전극이 되는 구동 전극(COML) 사이에는, 용량 Ccomsig가 발생하고 있다. 도 25에 도시하는 바와 같이, 구동 전극(COML)의 표시용 구동 전압 VCOM을 2수평 기간마다 극성을 반전시키는 휴지 기간 Pt에서, 구동 전극(COML)의 전위가 변동된다. 구동 전극(COML)의 전위가 변동되는 경우, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 영향(커플링)이 발생하고, 주사선 GCLs에 전위의 변화(노이즈)를 야기할 가능성이 있다. 주사선 GCLs의 근단부 Ps는, 하위의 전위 VGL이 직접 공급되어 있으므로, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 주사선 GCLs의 전위의 변화가 억제된다. 그러나, 도 19에 도시하는 주사선 GCLs의 원단부 Pe의 전위는, 도 22에 도시하는 전위 변동의 노이즈 NP를 발생해 버릴 가능성이 있다. 노이즈 NP는, 신호선 SGL과 용량 Cpix 사이에, 도 23에 도시하는 리크 전류 Rq를 야기할 가능성이 있다. 그 결과, 표시 영역(Ad)의 품위가 저하될 가능성이 있다.
따라서, 본 실시 형태에 따른 표시 장치는, 도 21에 도시하는 바와 같이, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는 주사선 GCLs의 연장 방향의 일단부에 접속되어 있고, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]에 접속되어 있는 단자를 근단부 Ps로 하면, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]에 접속되어 있지 않은 단자가 원단부 Pe가 된다. 그리고, 디스차지 스위치 SW는, 주사선 GCLs의 원단부 Pe에 접속되어 있다. 디스차지 스위치 SW는, 스위치 제어 신호 GCK의 입력에 따라서, 주사선 GCLs의 원단부 Pe에 수직 주사 펄스 Vgate의 하위 레벨의 전위 VGL을 공급한다. 예를 들어, 도 25에 도시하는 바와 같이, 휴지 기간 Pt에서, COG(19)는 스위치 제어 신호 GCK의 고레벨의 전위를 디스차지 스위치 SW에 송출한다. 또한, 스위치 제어 신호 GCK는, 상술한 전송 회로(61) 등 COG(19) 이외의 회로로부터 송출되어도 좋다.
도 21에 도시하는 주사선 GCLs는, 휴지 기간 Pt에서, 근단부 Ps에 하위의 전위 VGL이 직접 공급되어 있다. 또한, 도 21에 도시하는 주사선 GCLs는, 휴지 기간 Pt에서, 원단부 Pe에 하위의 전위 VGL이 디스차지 스위치 SW로부터 공급되어 있다. 구동 전극(COML)의 전위가 변동되는 경우, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 영향(커플링)이 발생하고, 주사선 GCLs에 전위의 변화(노이즈)를 야기할 가능성이 있다. 그러나, 본 실시 형태의 표시 장치는 주사선 GCLs의 근단부 Ps 및 원단부 Pe가, 하위의 전위 VGL을 직접 공급받고 있으므로, 커플링 용량 Ccomgate를 통한 주사선 GCLs의 전위의 변화, 즉 노이즈 NQ가 억제된다. 주사선 GCLs의 근단부 Ps 및 원단부 Pe 사이에 있어서도, 저항 Rgate 및 컨덴서 용량 Cgate가 영향을 미치는 시상수가, 도 19에 도시하는 주사선 GCLs의 1/4 정도로 할 수 있어, 노이즈의 영향이 억제된다.
그리고, 도 25에 도시하는 바와 같이 공통 전위의 극성 반전 후, COG(19)는 스위치 제어 신호 GCK의 저레벨의 전위를 디스차지 스위치 SW에 송출한다. 이에 의해, 제1 게이트 드라이버(12A)[제2 게이트 드라이버(12B)]는 주사선 GCLs의 연장 방향의 근단부 Ps로부터, 수직 주사 펄스 Vgate를 송출 가능해져, 표시 동작 기간 Pd를 개시할 수 있다.
디스차지 스위치 SW는, 표시 동작 기간 Pd에서, 주사선 GCLs에 인가된 수직 주사 펄스 Vgate의 하강 시작으로부터 다음 단의 주사선 GCLs +1에 인가되는 수직 주사 펄스 Vgate의 상승 직전의 과도 기간에도, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)가 부여하는 전위와 동일한 전위를 부여하도록 해도 좋다. 이에 의해, 주사선 GCLs에 인가된 수직 주사 펄스 Vgate의 하강을 급격하게 하고, 주사선 GCLs에 인가된 수직 주사 펄스 Vgate의 하강과, 다음 단의 주사선 GCLs +1에 있어서의 수직 주사 펄스 Vgate의 상승을 시간적으로 분리할 수 있다. 또한, 이 경우, 본 실시 형태에 따른 표시 장치는, 각 단의 수평 기간(1H)마다, 스위치 제어 신호 GCK를 디스차지 스위치 SW에 공급한다. 본 실시 형태에 따른 표시 장치는, 휴지 기간 Pt에서만, 스위치 제어 신호 GCK를 디스차지 스위치 SW에 공급하고, 디스차지 스위치 SW를 동작시키는 경우, 표시 동작 기간 Pd에도 디스차지 스위치 SW를 동작시키는 경우에 비교하여, 예를 들어 1/2 정도의 소비 전력은 적어진다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치는, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)가 접속되는 주사선 GCL의 근단부(수직 구동 회로 접속 단부) Ps와는 반대측의 단부인 원단부 Pe에 접속되는 디스차지 스위치 SW를 포함한다. 디스차지 스위치 SW는 소스 드라이버(13)가 화상 신호 Vsig를, 신호선 SGL을 통하여 각 부화소 SPix에 대하여 공급하는 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간 Pt에서, 제1 게이트 드라이버(12A) 또는 제2 게이트 드라이버(12B)가 부여하는 전위와 동일한 전위를 부여한다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따른 표시 장치는 프레임(Gd)의 크기를 억제함과 함께, 표시 동작과 표시 동작 사이에 표시를 휴지하는 휴지 기간 Pt에서 용량 Cpix와 신호선 SGL 사이의 리크 전류 Rq를 야기할 가능성을 억제할 수 있다. 그 결과, 본 실시 형태에 따른 표시 장치는 표시 영역(Ad)의 품위의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 표시 장치는, 휴지 기간 Pt에서, 공통 전극인 구동 전극(COML)에 공급되는 공통 전위의 극성이 절환된다. 이에 의해, 액정 소자 LC의 성능의 유지가 가능하다.
이상, 몇 개의 실시 형태 및 변형예를 예로 들어 설명하였지만, 본 개시는 이들의 실시 형태 등에는 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다.
<2. 적용예>
다음에, 도 27 내지 도 39를 참조하여, 실시 형태 및 변형예에서 설명한 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1)의 적용예에 대해서 설명한다. 도 27 내지 도 39는, 본 실시 형태에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치 또는 표시 장치를 적용하는 전자 기기의 일례를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치는, 텔레비전 장치, 디지털 카메라, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 휴대 단말 장치 혹은 비디오 카메라 등의 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치는, 외부로부터 입력된 영상 신호 혹은 내부에서 생성한 영상 신호를, 화상 혹은 영상으로서 표시하는 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다.
(적용예 1)
도 27에 도시하는 전자 기기는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치가 적용되는 텔레비전 장치이다. 이 텔레비전 장치는, 예를 들어, 프론트 패널(511) 및 필터 글래스(512)를 포함하는 영상 표시 화면부(510)를 갖고 있고, 이 영상 표시 화면부(510)는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치이다.
(적용예 2)
도 28 및 도 29에 도시하는 전자 기기는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치가 적용되는 디지털 카메라이다. 이 디지털 카메라는, 예를 들어, 플래시용의 발광부(521), 표시부(522), 메뉴 스위치(523) 및 셔터 버튼(524)을 갖고 있고, 그 표시부(522)는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치이다.
(적용예 3)
도 30에 도시하는 전자 기기는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치가 적용되는 비디오 카메라의 외관을 나타내는 것이다. 이 비디오 카메라는, 예를 들어, 본체부(531), 이 본체부(531)의 전방측면에 설치된 피사체 촬영용의 렌즈(532), 촬영시의 스타트/스톱 스위치(533) 및 표시부(534)를 갖고 있다. 그리고, 표시부(534)는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치이다.
(적용예 4)
도 31에 도시하는 전자 기기는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치가 적용되는 노트형 퍼스널 컴퓨터이다. 이 노트형 퍼스널 컴퓨터는, 예를 들어, 본체(541), 문자 등의 입력 조작을 위한 키보드(542) 및 화상을 표시하는 표시부(543)를 갖고 있고, 표시부(543)는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치이다.
(적용예 5)
도 32 내지 도 38에 도시하는 전자 기기는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치가 적용되는 휴대 전화기이다. 이 휴대 전화기는, 예를 들어, 상측 케이스(551)와 하측 케이스(552)를 연결부(힌지부)(553)로 연결한 것이며, 디스플레이(554), 서브 디스플레이(555), 픽처 라이트(556) 및 카메라(557)를 갖고 있다. 그 디스플레이(554) 또는 서브 디스플레이(555)는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치이다.
(적용예 6)
도 39에 도시하는 전자 기기는, 휴대형 컴퓨터, 다기능인 휴대 전화, 음성 통화 가능한 휴대 컴퓨터 또는 통신 가능한 휴대 컴퓨터로서 동작하고, 소위 스마트 폰, 태블릿 단말기라고 불리는 경우도 있는, 정보 휴대 단말기이다. 이 정보 휴대 단말기는, 예를 들어 케이스(561)의 표면에 표시부(562)를 갖고 있다. 이 표시부(562)는, 본 실시 형태 및 변형예에 따른 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치(1) 및 표시 장치이다.
<3. 본 개시의 형태>
본 개시는, 이하의 형태를 포함한다.
(1) 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과,
대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과,
상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와,
상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치를 포함하고,
상기 스위치는, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는, 표시 장치.
(2) 상기 스위치는, 상기 스위치에 접속되어 있는 주사선에 상기 수직 주사 펄스의 하위 레벨의 전위를 공급하는, 상기 (1)에 기재된 표시 장치.
(3) 상기 스위치는, 제1 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치와, 제2 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치를 구비하고, 제1 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치마다 또는 제2 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치마다 연동해서 동시에 동작하는, 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 표시 장치.
(4) 상기 휴지 기간에서 구동 신호를 부여받는 구동 전극과, 상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과, 상기 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부를 포함하고, 상기 표시 영역에 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 장치를 더 구비하는, 상기 (1) 내지 상기 (3) 중 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(5) 상기 구동 전극은, 상기 표시 동작하고 있는 사이에 상기 공통 전극으로서 각 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는, 상기 (4)에 기재된 표시 장치.
(6) 상기 휴지 기간에서, 상기 공통 전극에 부여되는 공통 전위의 극성이 절환되는, 상기 (1) 내지 상기 (5) 중 어느 하나에 기재된 표시 장치.
(7) 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과,
대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과,
상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와,
상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
상기 스위치가, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는, 표시 장치의 구동 방법.
(8) 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과,
대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과,
상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와,
상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치를 포함하고,
상기 스위치는, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는, 표시 장치를 갖는 전자 기기.
(9) 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
상기 주사선의 제1 단부에 접속되고, 수직 주사 펄스를 상기 제1 단부에 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 수직 구동 회로와,
상기 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
상기 주사선의 제2 단부에 접속되는 복수의 스위치를 포함하고,
상기 스위치는, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 수직 구동 회로가 상기 제1 단부에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 대응하는 상기 제2 단부에 부여하는, 표시 장치.
1 : 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치
2 : 화소 기판
3 : 대향 기판
6 : 액정층
10 : 터치 검출 기능을 구비한 표시부
11 : 제어부
12 : 게이트 드라이버
13 : 소스 드라이버
14 : 구동 전극 드라이버
20 : 액정 표시부
21 : TFT 기판
22 : 화소 전극
30 : 터치 검출 디바이스
31 : 글래스 기판
32 : 컬러 필터
35 : 편광판
40 : 터치 검출부
42 : 터치 검출 신호 증폭부
43 : A/D 변환부
44 : 신호 처리부
45 : 좌표 추출부
46 : 검출 타이밍 제어부
COML : 구동 전극
Ps, Ps1, Ps2 : 근단부
Pe : 원단부
TDL : 터치 검출 전극
VCOM : 표시용 구동 전압(공통 전위)
VcomAC : 터치용 구동 신호
Vdet : 터치 검출 신호

Claims (9)

  1. 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
    상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과,
    대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과,
    상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
    상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
    상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와,
    상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
    상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치
    를 포함하고,
    상기 스위치는, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 스위치에 접속되어 있는 주사선에 상기 수직 주사 펄스의 하위 레벨의 전위를 공급하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는, 제1 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치와, 제2 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치를 구비하고, 제1 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치마다 또는 제2 수직 구동 회로 근방의 복수의 스위치마다 연동해서 동시에 동작하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 휴지 기간에서 구동 신호를 부여받는 구동 전극과, 상기 구동 전극과의 사이에 정전 용량을 형성하는 터치 검출 전극과, 상기 터치 검출 전극으로부터의 검출 신호에 기초하여, 근접하는 물체의 위치를 검출하는 터치 검출부를 포함하고, 상기 표시 영역에 외부로부터 근접하는 외부 근접 물체를 검출 가능한 터치 검출 장치를 더 구비하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 전극은, 상기 표시 동작하고 있는 사이에 상기 공통 전극으로서 각 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 휴지 기간에서, 상기 공통 전극에 부여되는 공통 전위의 극성이 절환되는 표시 장치.
  7. 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
    상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과,
    대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과,
    상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
    상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
    상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와,
    상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
    상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 스위치가, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는 표시 장치의 구동 방법.
  8. 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
    상기 표시 영역의 외측에 위치하는 프레임 영역과,
    대응하는 상기 화소에 공통인 공통 전위를 부여하는 공통 전극과,
    상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
    상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
    상기 프레임 영역에서 상기 제1 방향으로 상기 주사선을 사이에 두고 배치되고, 상기 제1 방향으로 교대로 수직 주사 펄스를 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 제1 수직 구동 회로 및 제2 수직 구동 회로와,
    상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
    상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 접속되는 상기 주사선의 수직 구동 회로 접속 단부와는 반대측의 단부에 접속되는 복수의 스위치
    를 포함하고,
    상기 스위치는, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 제1 수직 구동 회로 또는 상기 제2 수직 구동 회로가 상기 주사선에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 상기 주사선에 부여하는, 표시 장치를 갖는 전자 기기.
  9. 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 표시 영역과,
    상기 표시 영역에서 제1 방향으로 연장되는 복수의 주사선과,
    상기 표시 영역에서 제2 방향으로 연장되는 복수의 신호선과,
    상기 주사선의 제1 단부에 접속되고, 수직 주사 펄스를 상기 제1 단부에 인가하여 상기 표시 영역의 각 상기 화소를 행 단위로 선택하는, 수직 구동 회로와,
    상기 수직 구동 회로에 의해 선택된 행의 각 화소에 대하여 상기 신호선을 통해 화상 신호를 공급하는 표시 동작을 행하는 수평 구동 회로와,
    상기 주사선의 제2 단부에 접속되는 복수의 스위치
    를 포함하고,
    상기 스위치는, 상기 수평 구동 회로가 상기 표시 동작을 휴지하는 휴지 기간에서, 상기 수직 구동 회로가 상기 제1 단부에 부여하고 있는 전위와 동일한 전위를 대응하는 상기 제2 단부에 부여하는, 표시 장치.
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